新型PVC发泡板生产工艺与装备

动态混合器
动态混合器的作用：对于高粘度流体与 低粘度流体之间的均相体系混合起到关 键的作用，有利用超临界流体与PVC高 粘度流体的充分混合与分散，确保高饱 和状态下的复合体系保持均相结构。
动态混合器的设计：由于pvc材料特性 所限制，物理发泡工艺所采用的动态混 合器剪切和摩擦生热不能过大否则会造 成PVC材料的分解。 动态混合器的结构：因此用于PVC物理 发泡所用的动态混合器，要求足够的混 合分散能力，还要有不断压缩和放松的
结构增强填充
• • • • 航空、航天 高铁、汽车 风力发电 船舶、舰艇
1.表面层 2.发泡层
二步法PVC发泡成型工艺——釜压法
将制品放入可承受高压的密闭容器中，再充入高压气体（CO2或 N2），使得试样在一定温度和压力下被高压气体所饱和，再通过快速 升温或降压实现微孔材料制备。
两步法发泡成型技术原理示意图
8层 32 层 2层
微纳层叠复合材料制备装置
研究结果表明：层叠超过60层以上时，复合材料的拉伸强度可 提高3.6 倍，握钉力提高3 倍以上。
滚动式模内叠层复合挤出技术
• • • • • 流体在模头内呈连续滚动式流动 提高界面强度，起到自增强作用 流道呈流线型，材料不易分解 叠层数量取决于流体在模体内的旋转次数 平行平板内的等温等速滚动流动
研究开发超临界CO2发泡生产技术和注入装置
• 超临界CO2发泡剂注入装置三级增压系统。 • 超临界流体的质量流量的闭环控制系统。 • 多组分协同发泡体系，提高发泡倍率。
不同发泡剂注入比例的泡孔结构
异向平行双螺杆挤出系统
• • • • 良好的混合与分散 较强的自洁能力 比较高的机械轻度 高轴向推力的承载力
板面发黄、糊料
PVC
发 泡 板 材 常 见 问 题
板材厚度不均匀 板材内有大泡 板面弯曲
原因：稳定剂量不足；外润滑不足，摩 擦剪切热大，引起物料分解；温度设定 发黄、糊料 太高 解决方法：增加稳来自百度文库剂比例； 增加外滑 剂比例； 降低温度 原因：模唇缝隙不合理；阻流块调 节不当；外滑过量；内滑不足；模 具温度设定不合理 解决方法：调节模唇厚度；调整阻 流块；降低外滑份数；提高内滑份 数；调整模具温度
谢谢！
板材厚度不均
泡孔不均匀
原因：熔体强度不足；挤出机温度太 高；对应处模具温度太高；有杂质； 回料块大 解决方法：增加发泡调节剂用量；降 低相应处温度；注意原料杂质；回料 磨粉 原因：两侧冷却速率不一致；泡孔 结构不均匀 解决方法：调节两侧的冷却温度和 冷却速率；均化泡孔直径
板面变形
PVC高发泡材料加工装备的开发
塑化挤出原件的耐磨与防腐
双金属涂层
组合式内衬套
寿命延长2-3倍，更换成本降低
泡孔结构对材料性能的影响
• • • • • • 细化泡孔尺寸 控制泡孔形状 减少开孔数量 均化泡孔壁厚度 控制泡孔增长 完善发泡配方 • • • • • • 纳米成核体系 控制泡孔生长方向 提高熔体强度 严格控制工艺温度 可控发泡过程 吸-放热的控制
技术特点：釜压法的发泡质量好，发泡工艺可控性强；减小了发泡质 量对树脂熔体强度的依赖性，但气体饱和时间长(厚壁制品)，生产效率 低。
釜压法发泡制品工业生产线
From: MicroGREEN Polymers, Inc. US
PVC挤出物理发泡生产技术
• • • • • 超临界流体注入系统的设计开发 自洁性和混合分散能力强的塑化系统 动态混合器的应用和改进 带有渐扩式可控发泡定型的冷却定型装置 带有自动反馈的压力自动控制系统
• • • • 釜压法PVC发泡成型工艺技术及装备 一步法PVC挤出物理发泡工艺技术和装备 二步法化学交联发泡生产工艺及装备 预浸可发性PVC发泡材料工艺技术研究
PVC高发泡材料的应用 建筑节能保温
• • • • • 40-100kg/m3 氧指数≥32 导热系数≤0.030W（m· K） 抗拉强度：≥0.80MPa 吸水率≤1.0%
PVC木塑发泡板材生产线
产品推广及应用
澳大利亚客户
希腊客户
土耳其客户
PVC木塑中空发泡板生产线
建筑隔墙板、低密度楼板生产技术
创新驱动发展
• • • • 现有技术体系比较单一化 缺乏在生产技术和方法上的原始创新 产品应用和性能受材料自身性能影响较大 在产品的种类上大多是形状改变
扭转叠层复合挤出技术
PVC发泡
• • • • • • • • 非结晶、无定形 易发泡加工 综合性能优越 质轻 导热系数低 隔音效果好 变形率小 可二次成型
• • • • • • • •
主要应用： 装饰装修 建筑 广告宣传 家具 隔热保温 隔音降噪 支撑填充
PVC三层共挤发泡板材生产线（木塑建 筑模板、橱柜板、家具板）
新型PVC发泡工艺技术及装备研究
山东通佳机械有限公司 李 勇 二0一三年十二月
材料来源广泛 产业规模巨大
生产能力3000多万吨 2010年消费量1400万吨 曾经：世界第二大，中国 第一大合成树脂 目前：中国第三大消费量 的合成树脂
市场应用
• • • • • • • 市场应用多样： 板片 管材 型材 包装 医疗 化工
通过新型的层叠单元，可使挤出制品在厚度不变的情况下微观呈 现多层结构，单层厚度可达微米级至纳米级。纳米层叠单元的基 本原理为汇流、分割、扭转、延展、汇合。
汇合
延展
扭转
分割 汇流 8层 32 层 2层
新型纳米层叠单元的工作原理
微纳层叠复合材料，层与层微小尺度下的叠加，可使各层之间 性能产生协同作用，可以有效地解决不同材料之间的相容性、界 面扩散、受限结晶等问题，实现了聚合物与填充体系纯物理状态 下的高强度结合，为复合材料的形态控制提供了有效途径。
动态混合结构原理
• • • • • • 混合效率高 均相体系分散 自洁性能好 热历程短 不易分解 压力自动调节
成型装置
成型模头
板材成型
计划研发的PVC发泡新技术
• 二步法化学交联发泡生产工艺及装备
• 预浸可发性PVC发泡材料工艺技术研究
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PVC发泡加工行业大有可为，前景广阔 产品精细化、专用化和系列化 应用高性能、功能性、专用性、合金化 拓宽应用范围、提升技术水平